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《海南大学》 2017年
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HEVC帧间预测编码的研究

李峰  
【摘要】:随着通信技术、计算机技术和多媒体技术的迅猛发展,多媒体已经深深融入到人们生活,其中视频是多媒体中信息量最大、也是最常用的媒体,然而,它的数据量也是非常庞大的,不经过压缩编码的视频一般难以直接在互联网中传输。视频压缩编码技术是视频存储、传输的前提,也是数字电视、视频监控、网络视频等应用的核心技术。近年来视频分辨率越来越大,高分辨率视频对存储提出了很高的要求,为此ITU-T视频编码专家组和MPEG委员会联合定制了最新的视频编码标准HEVC(High Efficiency Video Coding),并于2013年1月正式颁布,同时提供了编解码参考软件HM,引起了广大学者的热情研究。帧间编码技术是视频编码中的关键技术之一,也是最耗时的部分,占据了整个视频编码中约一半的运算量,如何兼顾运算量与运算精度一直以来是个热门而具挑战性的课题,学者们纷纷提出来了各种不同快速算法,然而帧间预测编码的各种快速算法都是基于块匹配,近年来有部分学者开始在帧间编码中引入仿射变换模型,意在进一步提高编码质量。本文在学习HEVC整体编码结构的基础上,深入研究了帧间编码,结合部分学者对仿射变换的初步探索结果,进一步探讨了仿射变换的模式划分、运动向量以及运算复杂度,并通过实验证明了本文所提观点的正确性和算法的有效性,论文主要工作如下:(1)提出了基于坐标描述的仿射运动模型,并对仿射变换单元做进一步细分,将基于方块的仿射变换转化为基于三角块的仿射变换,实验证明,本文算法可以获得比块平移更大的匹配精度;研究了由仿射变换产生的MV(运动向量)的性质,通过理论和实验证明了相邻MV的相关性很差,不具备类似Merge模式的可预测性;提出一种用于仿射运动估计的快速搜索方法,在匹配精度损失很小的情况下,缩短了运动估计的时间。(2)鉴于HEVC的参考软件过于复杂、帧间预测编码结构庞大,所以未能将本文算法嵌入HM中,但本文仿照HEVC结构独立编写了整个帧间预测编码,包括预测单元的划分、运动估计、量化及熵编码,通过实验数据作出不同测试序列的B-D曲线,仿真结果表明了本文所提算法在高精度编码模式下,应对纹理细节复杂、运动剧烈的视频具有其优越性。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN919.81

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